Michelle Matos de Souza

Título

Using The Stomp Simulator To Assess Bioslurping Recovery And Remediation Processes Of Light Hydrocarbons In Contaminated Areas

Resumo

Neste trabalho buscou-se estudar o fluxo e o transporte multifásico de contaminantes do tipo LNAPL promovido pela aplicação da técnica de remediação bioslurping, uma das possíveis configurações da tecnologia MPE  (Multiphase Extraction). Com a cooperação do grupo de hidrologia do PNNL (Pacific Northwest National Laboratory, WA, EUA), foi feita uma adaptação do código numérico STOMP (Subsurface Transport Over Multiple Phases) para reproduzir o processo de bioslurping em um ambiente tridimensional (3-D) para uma posição fixa do ponto de extração. Um modelo de base foi construído com dados de uma recuperação de LNAPL hipotética apresentada na literatura combinados com dados provenientes da experiência prática com sistemas reais de extração MPE de campo, o qual foi usado para diferentes séries de análises de sensibilidade. Nestas análises foram avaliados os efeitos de diferentes posições do tubo pescador, da descida progressiva do tubo, do raio de influência da extração, e da variação da pressão de vácuo aplicada sobre a recuperação de óleo, e os resultados da modelagem apresentaram um bom desempenho, consistente com o comportamento físico esperado. Um caso real de aplicação da técnica de bioslurping foi modelado com o STOMP, e os resultados de campo foram adequadamente reproduzidos, à exceção da massa de água extraída, bem superior no caso real. Com foco na remoção da fase livre do LNAPL, o simulador representa adequadamente a extração multifásica promovida pela aplicação da técnica de bioslurping.


Abstract

Research documented in this thesis focuses on the multiphase flow and transport of Light Nonaqueous Phase Liquid (LNAPL) type contaminants as mediated by application of bioslurping remediation, one possible configuration of multiphase extraction (MPE). With the cooperation of the hydrology team of PNNL (Pacific Northwest National Laboratory, WA, USA), the numerical simulator STOMP (Subsurface Transport Over Multiple Phases) was modified to include bioslurping processes in 3-D assuming the presence of a fixed tube tip extraction position and using the well model concept. A base model was built using data from a hypothetical LNAPL recovery case study presented in the literature, combined with data from actual MPE field systems. The model was used to carry out a range of sensitivity analyses. These analyses were used to evaluate the effects of different elevations of the bioslurping tube tip, the progressive lowering of the tube tip, the extraction radius of influence, and the effects of vacuum pressure variations on oil recovery. The modeling results were found to be consistent with the expected physical behavior. A field case study of bioslurping was also conducted with the modified simulator. LNAPL recovery was adequately reproduced, with the predicted mass of extracted water being smaller than the field observations. In terms of free phase removal, the simulator adequately represented the multiphase extraction process intended with the bioslurping technique.


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